专利名称：致密碳酸盐岩气层初始产能预测方法
技术领域：
本发明涉及地质与天然气勘探开发，主要用于在钻井及录井过程中预测致密碳酸盐岩气层初始产能，为储层评价提供解释关键参数。属于地质与测井、录井服务领域，特别是录井资料解释评价。
背景技术：
在碳酸盐岩天然气井钻探过程中，通常使用钻杆裸眼测试技术或完井后“射 ？L——测试”联作技术对气层进行试气求产，进而评价气层产能。对于致密碳酸盐岩气层，使用钻杆裸眼测试技术很难直接取得气层产能参数。在裸眼井测试中，由于酸化施工风险大，也很少使用“酸化——测试”技术求产，多是在完井后进行“射孔——酸化压裂——测试(三联作)”技术确定气层产能。完井后的“射孔——酸化压裂——测试(三联作)”后，无法再进行继续钻井，影响后续钻井和下部地层的气层发现。目前，在致密碳酸盐岩气层初始产能定量预测方面，尚无利用录井资料预测气层初始稳定产能的实用方法。为满足在钻井、录井过程中解释评价致密碳酸盐岩气层的需要， 提高录井气层解释符合率，需要研究和开发以录井资料为主的产能预测技术。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术现状，旨在提供一种针对致密碳酸盐岩气层的初始稳定产能预测方法。本发明目的的实现方式为，致密碳酸盐岩气层产能预测方法，具体步骤如下1)建立碳酸盐岩气层地区录井解释数据库，2)利用数据库数据分地区绘制Ig-Qg产能预测图版和建立Qg = AXIg+B产能预测方程，利用数据库数据分地区绘制Ig-Qg产能预测图版和建立Qg = AXIg+B产能预测方程预测碳酸盐岩气层地区初始稳定产能，Ig-Qg产能预测图版的绘制方法是通过气测仪、综合录井仪、测井仪等装置采集并记录的相关信息，利用气层有效垂直厚度H、地层压力系数Kf、孔隙度Φ、含气饱和度Sg 和井型系数α五项关键参数确定储层含气指数Ig，Ig= α XHXKfX OXSg ；利用同一地区相同类型或储层特征相近并已获试气证实的气层含气指数Ig与气层初始稳定产能Qg在散点图上呈线性关系的特点，制作Ig-Qg产能预测图版；建立产能预测线性回归方程Qg = AX Ig+B，A、B为产能预测回归系数，采用最小二乘法求取，线性回归方程的相关系数R的平方应大于0. 5 ；3)选取同一地区相同类型或储层特征相近的待预测产能的气层含气指数Ig，投点到Ig-Qg产能预测图版上，Ig对应的Qg值即为该气层初始稳定产能，或代入该地区产能预测方程Qg = AXIg+B,计算待预测气层的产能；4)输出预测结果，并与实测结果进行对比，若相对误差< 20%，则将预测结果输入录井解释数据库；5)若相对误差> 20%，则重复步骤2)、3)至步骤4)的相对误差< 20%，再将预测结果输入录井解释数据库。通过该方法适用于孔隙型、孔隙——微裂缝型碳酸盐岩气层，特别适用于致密碳酸盐岩气层，可提高此类探井气层的录井解释符合率。本发明产能预测关键参数计算简便，现场实用性强，能有效提高碳酸盐岩孔隙型、 孔隙一微裂缝型气层、特别是低渗透碳酸盐岩探井气层录井解释符合率。对于水平井、井斜大于60°的大斜度井，井型系数即气层等效垂直厚度与水平井或大斜度井气层视厚度比值为 0. 50 0. 58，一般取 0. 54。本发明已在四川盆地150多井、层进行了应用，产能预测相对误差的绝对值小于 20%,
图1为本发明工作原理图，图2为目标气层产能预测工作流程图，图3为四川盆地渝东鄂西地区产能预测图版，图4为四川盆地开江——梁平地区产能预测图版。，
具体实施例方式
参照图1，本发明的具体步骤是建立碳酸盐岩气层地区录井解释数据库，利用数据库数据，用同一地区相同类型或储层特征相近并已获试气证实的气层含气指数Ig与气层初始稳定产能Qg在散点图上呈线性相关关系的特点，制作Ig-Qg产能预测图版；建立Qg = AX Ig+B产能预测方程，系数R2应大于0. 5 ；利用数据库数据分地区绘制Ig-Qg产能预测图版和建立Qg = AX Ig+B产能预测方程预测岩气层地区初始稳定产能，输出预测结果，并与实测结果进行对比，若相对误差< 20%，则将预测结果输入录井解释数据库；若相对误差 > 20%，则重复工作，直至相对误差< 20%，再将预测结果输入录井解释数据库。参照图2，利用Ig-Qg产能预测图版和Qg = AX Ig+B产能预测方程预测产能的具体步骤如下1)有效垂直厚度H、地层压力系数Kf、孔隙度Φ、含气饱和度Sg和井型系数α五项关键参数的确定与求取根据目标井气层录井气测全烃曲线峰形状确定气层厚度Ha，Ha = H2-H1，起始井深Hl为气层全烃曲线起峰处对应的地层深度，结束井深H2为单一显示峰峰顶或连续脉状显示峰的最后一个峰顶处对应的地层深度。确定井型系数α，斜度大于60°的大斜度井和水平井，α值一般取0. Μ，直井α 值取1。选取致待预测气层段内录井地层压力梯度的最大值做为气层地层压力系数Kf ；选取待预测气层段内测井或录井、室内通过岩样测量的孔隙度的平均值做为气层孔隙度Φ， 选取待预测气层段内测井或录井测量的含气饱和度的平均值做为气层含气饱和度Sg。对于水平井、井斜大于60°的大斜度井，井型系数即气层等效垂直厚度与水平井或大斜度井气层视厚度比值为0. 50 0. 58，一般取0. Μ。
气层地层压力系数Kf，单位MPa/100m或MPa/hm，保留2位小数。气层孔隙度Φ，用小数表示，保留2位小数。气层含气饱和度\，用小数表示，保留2位小数。2)计算待预测气层含气指数Ig，Ig= α XHXKfX Φ Χ\。气层为直井段，α = 1 ； 气层为水平或井斜大于60°的大斜度井段，α = 0. 50 0. 58，一般α = 0. Μ。低产区块的Ig可保留1位小数，产能超过1 X 104m3/d的高产区块区块Ig —般保留2位小数。3)多个气层合层预测时，可将每个气层的含气指数Ign(n = 1,2,···)累加做为总的含气指数Ig，即Ig = Igl+Ig2+…。但要求每个气层的压力系数接近，无异常低压气层。4)利用Ig-Qg产能预测图版预测时，将待预测气层的含气指数Ig投点到Ig-Qg 产能预测图版上，利用Ig-Qg产能预测图版找到对应的Qg值，该Qg值即为该气层的预测产能。5)利用产能预测方程％ = AX Ig+B预测时，将待测气层含气指数Ig代入该产能预测方程，计算结果A即为该气层的预测产能。6)复核无误后，输出产能预测结果。一般情况下，使用预测方程比在图版上直接读取的预测值相对准确，但图版显示更直观。7)跟踪气层最终试气结果，产能预测与实际试气结果相比，相对误差的绝对值小于20%，认为预测结果可靠，可将该气层解释参数和实际产能结果添加到用于制作Ig-A产能预测图版的解释数据库中。相对误差的绝对值大于20%，要分析产生误差的原因，重新进行预测。根据数据库更新情况，定期更新产能预测图版Ig4g预测方程％ = AX Ig+B。下面用具体实施例说明本发明。本发明在四川盆地渝东鄂西地区建南构造上A井应用。在A井4039. O 4091. Om、 4109. O 4167. Om致密碳酸盐岩井段，定性解释孔隙——微裂缝型气层2层段，厚度H分别为52. Om和58.0m。两气层段井斜角为82°，井型系数α取0. M ；两层气层的地层压力系数&均为1.07，孔隙度Φ分别为4. 3%和3.8%，含气饱和度Sg分为79. 5%和73. 5%;两层含气指数计算分别为 Igl = α XHXKfX Φ XSg = 0. 54X52. 0X1. 07X4. 3% X79. 5% =1. 03 和 Ig2 = α XHXKfX Φ XSg = 0. 54X58X1. 07X3. 8% X73. 5%= 0. 94，计算合层含气指数 Ig = Igl+Ig2 = 1. 97。图3为四川盆地渝东鄂西地区产能预测图版。横轴为含气指数Ig，纵轴为气层产能Qg，A = 2. 12, B = -0. 14为产能预测回归系数，R为回归相关系数，R2 = 0. 96。数据标志选用符号■，颜色选择黑色或其它颜色，标志大小为6磅，数据点应不少于12个。添加预测趋势线，回归分析类型为线性，并在图版左上角显示产能预测回归方程A = AXIg+B，和相关系数R的平方值；R2 = 0. 96，大于0. 5，认为相关性较好，能满足录井产能预测需要。使用图3四川盆地渝东鄂西地区产能预测图版和该地区产能预测方程，预测A井初始稳定产能为 ％ = AXIg+B = 2. 12X Ig-O. 14 = 2. 12X 1. 97-0. 14 = 4. 0X 104m3/d。完井后，对4039. O 4091. 0m、4109. O 4167. Om两气层合并酸压试气，获3. 5X104m3/d天然气的初始稳定产能。预测产能大于实际试气结果0. 5X104m3/d，相对误差为14. 3%，产能预测结果与实际试气结果较吻合。
本发明在四川盆地开江——梁平海槽周缘评价井B井应用。在B井6447.0 6490. Om致密碳酸盐岩井段，定性解释孔隙型气层1层段，厚度H为43. 0m。该井为直井，井型系数α取值1.0;气层压力系数Kf为1. 10，气层孔隙度Φ为11.0%，含气饱和度\为 78. 0%;计算气层含气指数 Ig = α XHXKfX Φ XSg = 1X43. 0X1. IOfXll. 0% X78. 0% =4. 06。使用图4四川盆地开江——梁平地区产能预测图版产能预测图版和该地区产能预测方程，预测B井初始稳定产能为23. 6X 104m3/d。完井后，酸压试气，获25. OX 104m3/d天然气的初始稳定产能。预测产能小于实际试气结果1. 4X 104m3/d，相对误差为-5. 6%，产能预测结果与实际试气结果吻合较好。本发明在四川盆地梁平——开江海槽周缘评价井C井应用。在C井6701. O 6749. Om致密碳酸盐岩井段，定性解释孔隙型气层1层，厚度H为48. Om。该井为直井，井型系数α取值1.0;气层压力系数Kf为1. 10，气层孔隙度Φ为10.5%，含气饱和度\为 76. 5%;计算气层含气指数Ig为4.对。使用图4四川盆地开江——梁平地区产能预测图版产能预测图版和该地区产能预测方程，预测B井初始稳定产能为6 X 104m3/d。完井后，酸压试气，获21. OX 104m3/d天然气的初始稳定产能。预测结果大于实际试气结果3. 6X IO4Hi3/ d，相对误差为17. 1%，产能预测结果与实际试气结果较吻合。
权利要求
1.致密碳酸盐岩气层产能预测方法，其特征在于具体步骤如下1)建立碳酸盐岩气层地区录井解释数据库，2)利用数据库数据分地区绘制Ig-Qg产能预测图版和建立Qg= AXIg+B产能预测方程，利用数据库数据分地区绘制Ig-Qg产能预测图版和建立Qg = AXIg+B产能预测方程预测碳酸盐岩气层地区初始稳定产能，Ig-Qg产能预测图版的绘制方法是通过气测仪、综合录井仪、测井仪等装置采集并记录的相关信息，利用气层有效垂直厚度H、地层压力系数Kf、孔隙度Φ、含气饱和度Sg和井型系数α五项关键参数确定储层含气指数Ig，Ig= α XHXKfX OXSg ；利用同一地区相同类型或储层特征相近并已获试气证实的气层含气指数Ig与气层初始稳定产能Qg在散点图上呈线性关系的特点，制作Ig-Qg产能预测图版；建立产能预测线性回归方程Qg = AX Ig+B，A、B为产能预测回归系数，采用最小二乘法求取，线性回归方程的相关系数R的平方应大于0. 5 ；3)选取同一地区相同类型或储层特征相近的待预测产能的气层含气指数Ig，投点到 Ig-Qg产能预测图版上，Ig对应的Qg值即为该气层初始稳定产能，或代入该地区产能预测方程Qg = AXIg+B，计算待预测气层的产能；4)输出预测结果，并与实测结果进行对比，若相对误差<20%，则将预测结果输入录井解释数据库；5)若相对误差>20%，则重复步骤2)、3)至步骤4)的相对误差<20%，再将预测结果输入录井解释数据库。
2.根据权利要求1所述的致密碳酸盐岩气层产能预测方法，其特征在于有效垂直厚度 H、地层压力系数Kf、孔隙度Φ、含气饱和度Sg和井型系数α五项关键参数的确定与求取根据目标井气层录井气测全烃曲线峰形状确定气层厚度Ha，Ha = H2-H1，起始井深H1为气层全烃曲线起峰处对应的地层深度，结束井深吐为单一显示峰峰顶或连续脉状显示峰的最后一个峰顶处对应的地层深度；确定井型系数α，斜度大于60°的大斜度井和水平井α值一般取0. M，直井α值取 1 ；选取致待预测气层段内录井地层压力梯度的最大值做为气层地层压力系数Kf ；选取待预测气层段内测井或录井、室内通过岩样测量的孔隙度的平均值做为气层孔隙度Φ，选取待预测气层段内测井或录井测量的含气饱和度的平均值做为气层含气饱和度\。
3.根据权利要求2述的致密碳酸盐岩气层产能预测方法，其特征在于气层含气指数Ig =α XHXKfX Φ 中，气层为直井段，α = 1 ；气层为水平或井斜大于60°的大斜度井段，α = 0. 50 0. 58。
4.根据权利要求3述的致密碳酸盐岩气层产能预测方法，其特征在于气层为水平或井斜大于60°的大斜度井段，α =034。
5.根据权利要求2述的致密碳酸盐岩气层产能预测方法，其特征在于多个气层合层预测时，将每个气层的含气指数Ign(n = 1,2,…)累加做为总的含气指数Ig，即Ig = Igl + Ig2 + ." °
全文摘要
本发明涉及一种能定量预测致密碳酸盐岩气层初始稳定产能的方法。建立碳酸盐岩气层地区录井解释数据库，利用数据库数据，用同一地区相同类型或储层特征相近并已获试气证实的气层含气指数Ig与气层初始稳定产能Qg在散点图上呈线性相关关系的特点，制作Ig-Qg产能预测图版；建立Qg＝A×Ig+B产能预测方程；利用数据库数据分地区绘制Ig-Qg产能预测图版和建立Qg＝A×Ig+B产能预测方程预测碳酸盐岩气层地区初始稳定产能，输出预测结果与实测结果对比，相对误差＜20％，预测结果输入录井解释数据库；＞20％重复工作，直至相对误差＜20％，再输入录井解释数据库。本发明已在四川盆地150多井、层进行了应用，产能预测相对误差的绝对值小于20％，产能预测关键参数计算简便，现场实用性强。
文档编号E21B47/00GK102536200SQ20121003728
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月17日 优先权日2012年2月17日
发明者冯爱国, 叶应贵, 石元会, 赵红燕, 陈强, 魏大农, 黄强 申请人:中国石化集团江汉石油管理局测录井工程公司, 中国石油化工股份有限公司